masă

Stelele de neutroni foarte masive pot avea un nucleu mare format din materie compusă din quarcuri. Acest lucru rezultă dintr-un studiu publicat în revista Nature Physics. Stelele de neutroni, a căror dispariție este rezultatul unei explozii de supernova, sunt cele mai mici și mai dense stele din univers. În timp ce aceste obiecte au un diametru tipic de aproximativ 20 de kilometri, masa lor medie este undeva între 1,4 și 2,2 mase ale Soarelui. Materia atomică din interiorul unei stele de neutroni se prăbușește într-o masă nucleară extrem de densă, în care neutronii și protonii sunt atât de presați unul de celălalt încât întreaga stea poate fi considerată un nucleu imens. Până acum, nu era clar dacă în interiorul nucleului unei stele neutronice de masă, masa nucleară se va micșora într-o substanță și mai exotică - așa-numita masa de quark.

„Confirmarea existenței unui nucleu de quark în interiorul unei stele de neutroni a fost unul dintre cele mai importante obiective în fizica stelelor de neutroni de acum aproximativ 40 de ani”, a declarat autorul principal al studiului, Aleksi Vuorinen, cercetător la Departamentul de Fizică al Universității din Helsinki. (Finlanda). Pe baza simulărilor pe computer pe scară largă efectuate pe supercomputere, oamenii de știință nu au putut decide soarta materiei nucleare din stelele cu neutroni. Prin urmare, Aleksi Vuorinen și colegii săi au propus o nouă abordare a acestei probleme. Oamenii de știință au realizat că, combinând descoperirile recente bazate pe fizica teoretică și nucleară împreună cu măsurători astrofizice, ar putea fi posibil să se deducă proprietățile și identitatea materiei din stelele neutronice. Ei au descoperit că masa din interiorul nucleului celor mai masive stele neutronice stabile are o asemănare mult mai strânsă cu materia quark decât materia nucleară obișnuită. Calculele lor arată că în aceste stele, diametrul nucleului identificat ca o masă de quark poate depăși până la jumătate din diametrul întregii stele de neutroni.

Cu toate acestea, avem încă multe ambiguități asociate cu structura exactă a stelelor de neutroni. „Există încă șanse mici, dar diferite de zero, ca toate stelele neutronice să fie compuse exclusiv din materie nucleară”, spune Aleksi Vuorinen. „Ceea ce putem face este să cuantificăm ce ar necesita acest scenariu. Pe scurt, comportamentul unei mase nucleare dense ar necesita atunci ca aceasta să fie cu adevărat specifică. De exemplu, viteza sunetului ar trebui să atingă aproape viteza luminii ", adaugă Aleksi Vuorinen.

Publicat în revista QUARK 12/2020, RNDr. Zdeněk Komárek